《数控加工工艺》课件 第二讲 数控机床的坐标系与原点偏置

课程:数控加工工艺学§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置数控机床坐标系的作用数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。

1、工件相对静止刀具运动的原则

数控机床坐标系确定原则

这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。

2、标准坐标系（机床坐标系）的规定

标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴X、Y、Z的关系及其正方向用右手直角定则判定。拇指为X轴，食指为Y轴，中指为Z轴，围绕X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则判定，拇指为X、Y、Z的正向，四指弯曲的方向为对应的A、B、C的正向。

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、数控机床的坐标系与原点偏置§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置(1)不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具运动。(3)增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向。(2)

机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。ISO标准规定§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置Z坐标轴

若机床有几个主轴，可选择一个垂直于工件装夹面的主要轴为主轴，并以它确定Z坐标轴。

Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直于工件装夹面。坐标轴运动方向的确定§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置+Z+Z§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置X坐标轴

4）、对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方向。

1）、X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。2）、对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且平行于横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。3）、对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；对于双立柱的龙门铣床，当由主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置对于直线运动，通常建立的附加坐标系有：

对于直线运动，可以采用的附加坐标系有第二组U、V、W坐标和第三组P、Q、R坐标。对于回转运动，如果还有平行或不平行于A、B、C的第二回转运动，可指定为D、E和F。

附加坐标系§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置(1)机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。机床坐标系与机床原点、机床参考点§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置(2)机床原点现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。

机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。一般取在机床运动方向的最远点。

通常车床的机床零点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X轴和+Z轴的方向指向加工空间。

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、数控机床的坐标系与原点偏置§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置(3)机床参考点也是机床上的一个固定点，不同于机床原点。回零操作（回参考点）后表明机床坐标系建立。机床参考点对机床原点的坐标是已知值，既可根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置。§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置(1)工件坐标系编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。(2)工件坐标系原点也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点工件原点选择：1.与设计基准一致2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的对称中心上4.要便于测量和检测工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致工件坐标系与工件坐标系原点§1.5

、数控机床的坐标系与原点偏置§1.6

、现代数控加工的补偿刀具长度补偿刀具长度补偿

(a)车刀刀具长度；(b)棒铣刀刀具长度；(c)球形刀刀具长度

刀具长度补偿有两种方式。第一种方式是用刀具的实际长度作为刀长的补偿值（推荐使用这种方式）。使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。另一种方式是利用刀尖在Z方向上与编程零点的距离值（有正负之分）作为补偿值。这种方法适用于机床只有一个人操作而没有足够的时间来用对刀仪测量刀具的长度的场合。这样做就使得当用一把刀加工另外的工件时，需要重新设置刀长补偿。使用这种方法进行刀长补偿时，补偿值就是主轴从机床Z坐标零点移动到工件编程零点时的刀尖移动距离，因此此补偿值总是负值，而且很大。§1.6

、现代数控加